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Persistence of plankton in flowing water

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Models of river plankton frequently suggest that these passively drifting communities are limited to downstream sections of larger rivers. I examine this hypothesis using a passive drift model for populations in advective environments, followed by a comparison of predicted and observed plankton populations in rivers. Under the scenario of continuous downstream drift, much of the plankton found in rivers is not predicted to occur. However, much of the observed plankton in rivers is explained through the addition of cross-channel flow heterogeneity to the model. Empirical data support the model and predict that many river plankton populations may be drifting downstream at less than 30% of the average rate of downstream flow. Plankton collections in the slower-moving edges of rivers demonstrate densities of up to 240% higher than those in adjacent midchannel flows (p = 0.009). These slow-moving areas are important habitat for river plankton and likely play a large role in planktonic food webs within rivers. These results may help explain why river productivity often decreases as a result of the loss of flow heterogeneity within river channels through human modification to landscapes.

Les modèles de plancton de rivière laissent souvent croire que ces communautés en dérive passive sont restreintes aux sections d’aval des rivières plus importantes. Cette hypothèse est examinée ici à l’aide d’un modèle de dérive passive des populations dans un environnement d’advection et par une comparaison des populations planctoniques prédites et observées dans les rivières. Avec un scénario de dérive continuelle vers l’aval, la prédiction est que la grande partie du plancton observé dans les rivières ne devrait pas y être. Cependant, l’addition au modèle d’une hétérogénéité transversale des courants dans le chenal explique en grande partie la présence du plancton observé. Les données empiriques confirment le modèle et indiquent que plusieurs des populations de plancton de rivière peuvent dériver vers l’aval à une vitesse moyenne équivalant à moins de 30 % de la vitesse du courant. Des récoltes de plancton sur les bords des rivières dans les zones à courant plus lent révèlent des densités pouvant être 240 % plus élevées que celles des eaux adjacentes au milieu du chenal (p = 0,009). Ces zones à courant lent sont des habitats importants pour le plancton de rivière et elles jouent vraisemblablement un grand rôle dans les réseaux alimentaires planctoniques des rivières. Ces résultats peuvent expliquer pourquoi la productivité des rivières diminue souvent à cause de la perte de l’hétérogénéité de l’écoulement dans les chenaux de rivière suite aux modifications anthropiques des paysages.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2007

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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